Environmental hazards zonation landslide, earthquake, flood and erosion using AHP Fuzzy method (Case study: Vark Basin)

Subject Areas : Geospatial systems development

Siyamak Baharvand ¹ , salman soori ² , Jafar Rahnama Rad ³

1 - Assis. Prof. Department of Geology, Islamic Azad University, Khorramabad Branch, Khorramabad, Iran
2 - Young Researchers and Elite Club, Khorramabad Branch, Islamic Azad University, Khorramabad, Iran
3 - Assoc. Prof. Department of Geology, Islamic Azad University, Zahedan Branch, Zahedan, Iran

Received: 2017-05-02 Accepted : 2017-09-25 Published : 2017-11-11

Keywords: landslide, Lorestan province, Erosion, Environmental hazards, Earthquake,

Abstract :

Natural hazards cause every year around the world, including Iran harmful damages. A Vark basin in the Lorestan province due to a variety of geological properties such as lithology, tectonic and climatic conditions, is taken as areas with potential environmental risks into account. To reduce the damage caused by these risks, earliest and foremost task is to determine areas with high potential risk. In order to evaluate environmental hazards in this basin,  each informational layer has been identified and registered using the satellite images ETM+ (2016 year), geological maps, topographic maps and field visits (2017 year). Then, using the informational layers of the slope, aspect, elevation, land use, geology, the epicenter of the earthquake, fault, drainage and rainfall in ArcMap software and based on an AHP-Fuzzy method of the map, the risk of landslide, floods, erosion and earthquake have been prepared. In this study, in order to map the environmental risks using expert judgment, the Quartet Hazards of the region were weighted and then overlapped. Based on the results achieved, 9.03, 20.84, 27.68, 27.41 and 15.03 percent of the area ranked at-risk classes very low, low, medium, high and very high respectively. The results of the environmental risk map of the region show that landslides and flooding are a larger role in the creation of high-risk zones.

References:

1. احمدی، ح.، ش. محمدخان، س. فیض­نیا و ج. قدوسی. 1384. ساخت مدل منطقه­ای خطر حرکت­های توده­ای با استفاده از ویژگی­های کیفی و تحلیل سلسله مراتبی سیستم­ها (AHP) مطالعه موردی حوزه آبخیز طالقان. منابع طبیعی ایران، 58(1): 3-14.

2. اسفندیاری، م.، ا. معینی و ر. مقدسی. 1393. بررسی تأثیر کاربری اراضی و پوشش گیاهی بر اشکال فرسایش و میزان تولید رسوب (مطالعه موردی حوزه آبخیز رود ورس استان قزوین). فصلنامه جغرافیایی سرزمین، 11(2): 51-62.

3. حاتمی‌فرد، ر.، س. ح. موسوی و م. علیمرادی. 1391. پهنه­بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از مدل AHP و تکنیک GIS در شهرستان خرم­آباد. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 23(47): 43-60.

4. رنگزن، ک.، م. کابلی‌زاده و ا. منصور نعیمی. 1394. پهنه­بندی خطرپذیری زلزله با استفاده سیستم استنتاج فازی و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(2): 1-18.

5. سوری، س.، س. بهاروند و ط. فرهادی‌نژاد. 1392. پهنه‌بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعة موردی: حوزه چم‌سنگر). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 4(4): 47-60.

6. شمسی‌پور، ع. ا. و م. شیخی. 1389. پهنه‌بندی مناطق حساس و آسیب‌پذیری محیطی در ناحیه غرب فارس، با روش طبقه‌بندی فازی و فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 42(73): 53-67.

7. شهریارفر، ر. 1396. پهنه‌بندی مخاطرات زیست‌محیطی زمین‌لغزش، زمین‌لرزه، سیلاب و فرسایش در دشت کوهدشت. پایان­نامه کارشناسی ارشد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم. دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم‌آباد. 80 صفحه.

8. صبوری، س. م. و ع. ا. سرمدی سیفی. ۱۳۹۲. بررسی و پهنه­بندی مخاطرات محیطی سیل، زلزله و زمین­لغزش در استان گلستان و میزان خطرپذیری نقاط روستایی استان در مقابل مخاطرات مورد مطالعه. مجموعه مقالات دومین کنفرانس بین­المللی مخاطرات محیطی، دانشگاه خوارزمی، تهران. 7 الی 8 آبان ماه.

9. عابدینی، م. و ر. فتحی جوکدان. 1395. پهنه­بندی خطر وقوع سیل در حوضه­ی آبریز کرگانرود با استفاده از Arc GIS. هیدروژئومورفولوژی، 2(7): 1-17.

10. عرفانیان، م.، پ. قهرمانی و ح. سعادت. 1392. تهیه نقشه خطر پتانسیل فرسایش خاک با استفاده از منطق فازی در حوزه آبخیز قرناوه گلستان. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 7(23): 52-43.

11. فرج‌زاده، م.، م. ر. ثروتی و و. طاهری. 1390. تحلیل و پهنه­بندی مخاطرات ژئومورفولوژیک استان گلستان. جغرافیای طبیعی، 4(11): 45-62.

12. قدسی­پور، ح. 1384. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP). دانشگاه صنعتی امیرکبیر. مرکز نشر. 224 صفحه.

13. کرم، ع. 1380. مدل­سازی کمی و پهنه­بندی خطر زمین­لغزش در زاگرس چین­خورده (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سرخون واقع در استان چهارمحال و بختیاری). رساله دکتری جغرافیای طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، 354 صفحه.

14. کلارستاقی، ع. 1381. بررسی نقش عوامل مؤثر بر وقوع زمین­لغزش­ها. پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران. 141 صفحه.

15. محمدی، م.، ح. ر. مرادی، س. فیض­نیا و ح. ر. پورقاسمی. 1388. اولویت­بندی عوامل مؤثر بر زمین­لغزش و تهیه نقشه خطر آن با استفاده از مدل­های ارزش اطلاعات و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: بخشی از حوزه آبخیز هراز). علوم زمین، 19(74): 27-32.

16. مرادی، پ.، ح. روحی، ک. رنگزن، ن. کلانتری و ن. قنبری. 1395. ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان رامهرمز با تلفیق مدل دراستیک و تحلیل سلسله مراتبی. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(4): 62-78.

17. مهجوری، ر. 1391. سنجش توزیع مکانی سوانح آتش‌سوزی، تعیین بهترین محل ایستگاه‌های آتش‌نشانی و مسیر بهینه با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی و منطق فازی در شهر اهواز. پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز. 136 صفحه.

18. مهرپویان، م.، م. جامی، م. م. خطیب و ن. سرحدی. 1394. بررسی پتانسیل رخداد زمین‌لرزه در شهر تبریز. مخاطرات محیط طبیعی، 4(5): 45-59.

19. میرنظری، ج.، ه. شهابی و س. خضری. 1393. ارزیابی و پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از مدل AHP و عملگرهای منطق فازی در حوضه‌ی آبریز پشت تنگ سرپل ذهاب (استان کرمانشاه). جغرافیا و توسعه، 12(37): 53-70.

20. نسرین‌نژاد، ن.، ک. رنگزن، ن. کلانتری و ع. صابری. 1393. پهنه­بندی پتانسیل سیل­خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 5(4): 15-34.

21. وفایی، م. 1396. پهنه‌بندی خطرات زیست‌محیطی زمین‌لغزش، زمین‌لرزه، سیل و فرسایش (مطالعه موردی: شرق و جنوب شرق شهر خرم‌آباد). پایان­نامه کارشناسی ارشد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم‌آباد، 91 صفحه.

22. یمانی، م.، ع. ا. شمسی‌پور، ا. گورابی و م. رحمتی. 1393. تعیین مرز پهنه­های خطر زمین­لغزش در مسیر آزادراه خرم­آباد- پل زال با روش تحلیل سلسله مراتبی- فازی. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 14(3): 27-44.

23. Ayalew L, Yamagishi H, Marui H, Kanno T. 2005. Landslides in Sado Island of Japan: Part II. GIS-based susceptibility mapping with comparisons of results from two methods and verifications. Engineering Geology, 81(4): 432-445.

24. Baharvand S, Rahnamarad J, Soori S. 2016. Landslide hazard zonation using the AHP model in Ayvashan dam watershed, Lorestan. In: Landslides and Engineered Slopes. Experience, Theory and Practice: Proceedings of the 12th International Symposium on Landslides (Napoli, Italy, 12-19 June). CRC Press, p 355.

25. Bouaziz M, Leidig M, Gloaguen R. 2011. Optimal parameter selection for qualitative regional erosion risk monitoring: A remote sensing study of SE Ethiopia. Geoscience Frontiers, 2(2): 237-245.

26. Elsheikh RFA, Ouerghi S, Elhag AR. 2015. Flood Risk Map Based on GIS, and Multi Criteria Techniques (Case Study Terengganu Malaysia). Journal of Geographic Information System, 7(4): 348-357.

27. Girma F, Raghuvanshi T, Ayenew T, Hailemariam T. 2015. Landslide hazard zonation in Adda Berga District, Central Ethiopia—a GIS based statistical approach. Journal of Geomatics, 9: 25-38.

28. Hoyos N. 2005. Spatial modeling of soil erosion potential in a tropical watershed of the Colombian Andes. Catena, 63(1): 85-108.

29. Jun K-S, Chung E-S, Kim Y-G, Kim Y. 2013. A fuzzy multi-criteria approach to flood risk vulnerability in South Korea by considering climate change impacts. Expert Systems with Applications, 40(4): 1003-1013.

30. Komac M. 2006. A landslide susceptibility model using the analytical hierarchy process method and multivariate statistics in perialpine Slovenia. Geomorphology, 74(1): 17-28.

31. Lingadevaru DC, Govindaraju D, Jayakumar PD. 2015. Flood hazard zonation based on multi criteria assessment using remote sensing and GIS techniques: A case study of Tungabhadra and Hagari River subcatchments in north-east Karnataka, India. International Journal of Current Research, 7(12): 23854-23860.

32. Mezughi TH, Akhir JM, Rafek AG, Abdullah I. 2012. Analytical hierarchy process method for mapping landslide susceptibility to an area along the EW highway (Gerik-Jeli), Malaysia. Asian Journal of Earth Sciences, 5(1): 13-24.

33. Moradi M, Bazyar MH, Mohammadi Z. 2012. GIS-based landslide susceptibility mapping by AHP method, a case study, Dena City, Iran. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 2(7): 6715-6723.

34. Ownegh M. 2002. Landslide hazard and risk assessment in the southern Sunbirds of Newcastle. Sabbatical research report No. 2, University of Newcastle, Australia, 85 pp.

35. Petersson E, Ostrowski MW. 2003. Large dams- A contribution to sustainable water and energy development? International Association of Hydrological Sciences, 281: 227-232.

36. Pourghasemi HR, Kerle N. 2016. Random forests and evidential belief function-based landslide susceptibility assessment in Western Mazandaran Province, Iran. Environmental Earth Sciences, 75(3): 185-197.

37. Pradhan B, Abokharima MH, Jebur MN, Tehrany MS. 2014. Land subsidence susceptibility mapping at Kinta Valley (Malaysia) using the evidential belief function model in GIS. Natural Hazards, 73(2): 1019-1042.

38. Saaty TL, Vargas LG. 2001. Models, methods, concepts, and applications of the Analytica Hierarchy process. 1^st ed. Kluwer Academic, Boston. 333 pp.

39. Saaty TL. 1980. The analytic hierarchy process. McGraw-Hill, New York. 287 pp.

40. Saaty TL. 1994. How to make a decision: the analytic hierarchy process. Interfaces, 24(6): 19-43.

41. Stolte J, Ritsema CJ, Vermeulen W, Hunter D, Elder M, Liebregts W, Vanden Elsen E. 2004. An erosion model as a tool for farmers involvement for defining land use strategies in Figi and Samoa. 13^th International Soil Conservation Organisation Conference. Conserving Soil and Water for Society: Sharing Solutions, Brisbane, Australia. 4-8 July.

42. Youssef AM, Pradhan B, Pourghasemi HR, Abdullahi S. 2015. Landslide susceptibility assessment at Wadi Jawrah Basin, Jizan region, Saudi Arabia using two bivariate models in GIS. Geosciences Journal, 19(3): 449-469.